[폐수처리공학] THM(트리할로메탄 전구물질(생성능))의 전구물질과 방지대책

소개글

[폐수처리공학] THM(트리할로메탄 전구물질(생성능))의 전구물질과 방지대책에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 트리할로메탄 (THM, Tri Halo Methane)의 사전적 정의
# THM의 개요

2. THMFP (트리할로메탄 전구물질(생성능))
2-1. 천연유기물질 (NOM, Natural Organic Matter).
2-2. THM 생성량에 미치는 요소

3. 정수처리에서의 THM의 특성

4. THM 방지 및 제거 대책
4-1. THM 방지 대책
4-2. THM 제거 대책

5. THM 모델링 (THM Modeling)
# 수질모델링 수립절차

6. Reference

본문내용

서 광촉매는 산소와 반응하여 과산화이온(Superoxide Ion)을 형성한다.
TiO2 + e- → TiO2-
생성된 과산화이온은 물 분자 혹은 H+와 반응하여 과산화수소를 생성한다.
TiO2 + H3O+ → TiOH2 + OH2
2H2O· + 2H+ → H2O2 + O2
결국 이러한 몇 단계의 과정을 거쳐서 생성된 OH 라디칼이 유기물과 반응해서 유기물을 제거하게 되는데, 일부 학자들은 OH 라디칼 이외에도 TiO2 표면에 유기물이 흡착되어 가전자대(Valence Band)에서는 양공에 의해 산화가 이루어지고 정공과 전도대(Conduction Band)에서는 전자에 의해 환원이 이루어져서 유기물의 분해 및 제거가 일어난다는 주장도 하고 있으며 전자를 잘 수용하는 할로겐 화합물의 경우가 이에 해당한다고 볼 수 있다. 또한 TiO2의 자외선 흡수 파장대는 350 ∼ 400nm로 근자외선의 영역에 해당되어 가시광선과 매우 가까운 영역이므로 자외선이 조사되어야 반응하는 광촉매를 실제 응용하는 면에 있어서도 매우 효과적이라 할 수 있다.
광촉매 반응은 정공이나 그 것으로부터 유도된 OH 라디칼 등의 활성이 강한 반응종이 광촉매의 표면에만 존재하고 분위기증에 유리되어 존재하지 않기 때문에 안정성 면에서 유리한 반면 오존이나 과산화수소수에 의해 반응이 균일계의 반응임에 비해 반응대상이 되는 분자가 고체인 광촉매의 표면에 확산되어 도달되지 않으면 안 되는 불균일계 반응이라는 것과 반응부위에 빛이 조사되지 않으면 안 된다고 하는 단점이 있다.
오염원 처리를 위한 광촉매 반응의 적용은 다양한 유기화합물질과 수용액 중에서 환원될 수 있는 중금속에 대해 성공적으로 사용되고 있다.
7) 방치에 의한 제거
클로로포름을 포함하는 THM은 휘발성 물질이므로 대기 중에서 48시간 정도 방치하면 대기 중으로 확산되기 때문에 상수를 이용할 때 물을 대기에 노출시켜 대기 중으로 확산시키는 방법을 사용한 뒤 상수를 이용하면 THM의 제거가 가능하다.
8) 가열에 의한 제거
클로로포름의 경우 60도 이상에서 가열해주면 농도가 감소하게 되므로 상수를 이용할 때 100℃에서 5분이상 가열하는 방법을 이용한 뒤 상수를 사용하면 THM을 제거 할 수 있다.
9) 포기(Aeration)
THM은 휘발성 물질이므로 포기를 실시하는 방법을 사용하여 포기에 의한 THM의 농도를 감소시킬 수 있다.
5. THM 모델링 (THM Modeling)
원수 수질의 염소소독부산물 중에 가장 높은 비율로 존재하는 THMs은 하절기에 더욱 크게 증가하며, 특히 관할 지역의 THMs을 정수 수질 및 THMs 생성정도로 조절할 수 있도록 모델링 하는 것이 매우 중요하다고 볼 수 있다. 소독부산물의 생성에 미치는 여러 인자들이 소독부산물 생성에 미치는 영향을 모델화하여 농도를 예측함은 물론 앞으로의 소독부산물 저감목표를 세우는 데도 현재 활용되고 있다.
# 수질모델링 수립절차
* 모델의 설계 및 자료의 수집
대상 수계의 지역특성, 형상, 수문학적요소 등을 고려하여 모델을 설계하고, 현지조사 및 문헌조사 등을 통하여 입력 자료를 수집한다.
* 모델링의 선정(또는 개발) 및 예비적용
프로그램의 선택 및 검증은 하나 또는 여러 개의 분석결과를 가지고 있는 모델을 운영하여 나타나는 결과들을 비교함으로써 수행한다. 선택된 모델링 프로그램에 준비된 입력 자료를 입력함으로써 대상 수계에 대한 모델링을 실시한다.
* 보정 (Calibration)
모델에 의한 예측치가 실측치를 제대로 반영할 수 있도록 각종 매개변수의 값을 조정하는 과정을 말한다. 이 과정에서 해당 수체에 대한 반응계수, 수리학적 입력계수 등의 매개변수 값 자료가 없으면 문헌에서 제시하는 범위 내에서 그 값을 산정할 수밖에 없다. 수질관련 반응계수의 추정방법으로는 경험에 의한 시행착오법, 영향계수법 등이 있다. 일반적으로 예측치와 실측치의 차가 실측치의 10∼20%를 넘지 않도록 한다.
* 검증 (Verification)
보정이 완료되면 보정 시에 사용되지 않았던 유입지천의 유량과 수질 또는 오염부하량 본류수질 등의 입력 자료를 이용하여 모델을 검증하며, 이 과정에서 예측치와 실측치간의 차가 클 경우에는 모델의 보정과 검증을 반복하여 최종적으로 검증한다.
* 감응도 분석 (Sensitivity Analysis)
감응도 분석이란 수질관련 반응계수, 수리학적 입력계수, 유입지천의 유량과 수질 또는 오염부하량 등의 입력 자료의 변화정도가 수질항목 농도에 미치는 영향을 분석하는 것으로, 어떤 수질항목의 변화율이 입력 자료의 변화율보다 클 경우에는 그 수질항목은 입력 자료에 대하여 민감하다고 볼 수 있다.
* 수질의 예측 및 평가
이상의 과정을 통하여 완성된 모델에 대하여 미래에 발생이 예상되는 오염물질 관련 자료를 입력함으로써 예측을 실시한다. 예측을 위한 모델 운영시에는 최적의 경우와 최악의 경우에 대비하여 모델링을 실시한다.
6. Reference
http://www.konetic.or.kr/?p_name=env_morgue&sub_page=morgue&gotopage=1&query=view&unique_num=845
(THM 관련 기본 자료 및 휴믹물질 소개)
http://blog.daum.net/ohradical-1/4517016
(촉매오존산화법을 이용한 humic acid와 oxalic acid 분해)
http://blog.daum.net/ohradical-1/4520610
(촉매오존산화법을 이용한 humic acid 처리)
https://u-lib.nanet.go.kr/dl/SearchIndex.php
(재염소주입에 따른 관망내 잔류염소 및 트리할로메탄의 거동에 관한 연구 / 이종민)
(상수관망 내 트리할로메탄 생성인자에 관한 연구 / 김형석)
http://blog.naver.com/onedaylong?Redirect=Log&logNo=60027561514
(조류(Algae, Phytoplankton)의 THM 전구물질로의 변화)
http://blog.naver.com/forbid83?Redirect=Log&logNo=50009545382
(수질모델링 수립절차)

키워드

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